Состав и классификация клеев

Основа клея определяется его происхождением. Клеи бывают природного, искусственного или синтетического происхождения, органической или неорганические природы.

Природные клеи подразделяются на клеи животного, раститель­ного и минерального происхождения. Основой клеев животного происхождения являются белковые вещества: коллаген (в мезд­ровом и костном клеях) и казеин (в казеиновом клее). Мездровый и костный клеи называют коллагеновыми. Основой клеев расти­тельного происхождения является крахмал (картофельный, куку­рузный) и продукты его переработки (декстрины). К минеральным клеям относят силикатный и асфальтобитумные клеи. Силикатный клей - это концентрированный водный раствор силикатов натрия и калия (растворимое, или жидкое, стекло) переменного состава.

Основой большинства синтетических клеев являются поли­меры или мономеры и олигомеры, превращающиеся в полимеры в процессе склеивания. Синтетические клеи получают с исполь­зованием синтетических каучуков, термореактивных и термоплас­тичных смол. Основой клеев могут быть смеси полимерных смол,

смеси смол с каучуками и т. п. Перспективно использование в од­ном клее двух полимеров - термопластичного и термореактивного, например клей-расплав в сочетании с эпоксидной смолой.

В большинстве случаев клеи представляют собой сиропооб­разные растворы этих смол в органических растворителях, их вы­пускают одно- и многокомпонентными.

В состав клеев входит основа клея и растворители - вода или органические соединения: ацетон, этиловый спирт, бензин, хлор-производные, ароматические соединения; пластификаторы (дибу-тилфталат, диоктилфталат); наполнители.

Наполнители - важные компоненты клеев, которые обеспечи­вают необходимую вязкость клея, уменьшают усадку при затверде­вании клеевого слоя и повышают его прочность (кварцевый песок, каолин, мел и др.). Некоторые наполнители являются специально введенным балластом, который незначительно ухудшает комплекс свойств, но удешевляет клей. Такие наполнители называют экс-тендерами.

Отвердители входят в состав клея на основе ненасыщенных (термореактивных) смол. Вместе с ними используют катализаторы (ускорители) процесса отверждения. Они поступают в продажу в отдельной упаковке (двухупаковочные). Пленки термореактив­ных клеев при нагревании отвердевают необратимо.

Загустители и разбавители используют для регулирования вязкости клеев. Стабилизаторы добавляют в клеи для повышения стойкости клеевых соединений к внешним воздействиям в про­цессе эксплуатации.

Клеи-расплавы - это термопластичные безрастворные клеи, они приобретают адгезионные свойства только при нагревании, а после охлаждения клеевое соединение твердеет. Их преимущест­во - отсутствие органических растворителей. Основным базовым продуктом клеев общего назначения является полиэтилен и сополи­меры этилена с винилацетатом (СЭВА) с различным содержанием винилацетатных групп. Используют также полиамиды, полиэфиры, поливинилбутираль, полиизобутилен, полиуретаны.

Классификация клеев проводится по условиям склеивания, характеру склеивания, водостойкости клеевого соединения, по

Глава 11

Бытовые химические товары

агрегатному состоянию, по назначению и по наименованию ос­новы клея.

По условиям склеивания клеи делят на контактные, в которых происходит склеивание без приложения давления, и липкие (лип­кие ленты), требующие приложения давления.

По характеру склеивания клеи бывают холодного и горячего отверждения (термореактивные клеи).

По водостойкости клеевого соединения клеи бывают высо­ководоупорными (кипящая вода), водоупорными (вода комнатной температуры) и нестойкими к холодной воде (клеи растительного и животного происхождения). Природные клеи казеиновый и де­кстриновый обладают низкой водостойкостью, однако их досто­инство - гигиенические и экологические свойства: они разрешены для использования в материалах, контактирующих с пищевыми продуктами (склеивание пакетов, пачек, коробок).

По агрегатному состоянию клеи бывают твердые (кусочки, прутки, хлопья, например, КМЦ-клей) и жидкие - в виде растворов (силикатный) или дисперсий (ПВА-эмульсия).

По назначению бытовые клеи подразделяются на четыре под­группы:

- клеи хозяйственного назначения: для ремонта в домашних ус­
ловиях, склеивания изделий, мелкого ремонта: клей обойный
на основе карбоксиметилцеллюлозы или метил целлюлозы,
клеи ПВА с разной прочностью клеевого соединения (уни­
версальный, сверхсильный и др.), клей стиропор (для накле­
ивания потолочных плиток из полистирола), клей "Момент",
клеи - жидкие гвозди, которые выпускают в ассортименте для
склеивания различных поверхностей, и др.;

- клеи специального назначения: клеи столярные ("Кедр"), рези­
новые ("Гумми"), клеи для наклеивания паркета, термостойкие
клеи; клеи 88-М, 88-СА, 88-НП для склеивания резины с ме­
таллами; клей ПФ-14, клеи БФ-2 и др.;

- универсальные: "Универсал", "Уникум", "Феникс", эпоксидные
клеи, способные склеивать широкий круг материалов;

-канцелярские: ПВА, силикатный, казеиновый.

Синтетические клеи классифицируют и называют по природе полимерной основы. Из эфироцеллюлозных клеев для бытовых це­лей применяют клеи на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), водные растворы которой используют в качестве обойного клея.

Резиновые клеи получают растворением натуральных, синтети­ческих каучуков (бутадиенового, дивинил-стирольного и др.) или сырых резиновых смесей в бензине. Растворы сырых резиновых смесей используются для ремонта автопокрышек с последующей горячей вулканизацией.

Свойства резиновых клеев зависит от вида каучука. Клей на основе дивинил-нитрильного каучука (СКН) дает клеевой шов, который стоек не только к действию воды, но и к действию неф­тепродуктов. Наиритовый клей (раствор полихлоропренового ка­учука - ПХП) хорошо склеивает резину и кожу при изготовлении обуви, а также текстильные ткани и другие материалы. Латексные каучуковые клеи применяют для наклеивания линолеума и др. Все резиновые клеи дают эластичное влагостойкое клеевое со­единение.

Поливинилацетатные клеи получают из поливинилацетата и его сополимеров с различным содержанием ацетатных групп в виде водных эмульсий. Благодаря своим достоинствам и вариации прочности клеевого соединения ПВА-эмульсионные клеи находят широкое применение: канцелярский, обойный, для наклеивания линолеума и др. Водно-эмульсионные клеи могут быть получены на основе сополимеров винилацетата с винилхлоридом, эфирами акриловой и метакриловой кислот.

Термореактивные синтетические клеи вырабатывают из акри­ловых, полиэфирных, эпоксидных смол, феноло-формальдегидных олигомеров и др.

Акриловые клеи производят на основе олигоэфиракрилатов (анаэробные клеи), эмульсий акриловых мономеров (эмульси­онные); специальные цианакрилатные клеи, которые обладают прочностью, оптической прозрачностью и очень высокой адгезией к коже человека. Последнее обстоятельство требует осторожности при работе с ним. Для клеев, содержащих цианакрилаты, на марки-

Глава

Бытовые химические товары

ровке дается информация: "Цианакрилат. Опасно. Схватывает кожу и глаза моментально. Хранить в недоступном для детей месте".

Полиэфирные клеи получают с использованием олигомеров эфиров многоосновных кислот и многоатомных спиртов в ком­бинации с мономерами стирола, винилацетата и др. Клеи имеют высокую термостойкость и прочность.

Феноло-формолъдегидные смолы в спиртовых растворах (клеи БФ - бутваро-фенольные) в настоящее время используют ограни­ченно вследствие токсичности фенола и формальдегида.

Мочевино-формольдегидные (синтетические столярные) клеи в отличие от феноло-формальдегидных применяют в виде водных растворов. По сравнению с феноло-формальдегидными клеями они имеют ряд преимуществ: бесцветны, светостойки и менее токсичны, но по прочности склеивания и водостойкости уступа­ют феноло-формальдегидным. Меламино-формальдегидные клеи применяют в производстве ламинированных древесных (мебель­ных) плит.

Эпоксидные клеи приобретают все большее значение. Они име­ют широкий спектр продуктов для их получения - эпоксидных смол с различным содержанием эпокси-групп. Клеи отличаются исключительно высокой адгезионной способностью ко многим материалам, химической инертностью, создают прочные клеевые соединения, а шов обладает низкой усадкой. Клеи являются универ­сальными, применяются как в быту, так и в промышленности.

Постоянно-липкие материалы. Многие виды термопластич­ных смол (сополимеры этилена-винилацетата, бутадиен-стирола, изопрен-стирола, акр и л онитр ил-бутадиен-стирол а) используют для изготовления пленок с остаточной липкостью - липких лент, липких наклеек. Их называют адгезивами, чувствительными к дав­лению. Нанесенный на них клеевой состав имеет длительную жизнеспособность, со временем не затвердевает и не высыхает и проявляет свои адгезионные свойства при приложении неболь­шого давления.

Липкие ленты (скотчи) выпускают в рулонах шириной 1СМ-0 мм на бумажной, тканевой или полимерной основе (прозрачной - на целлофане, полиэтилене; непрозрачной - на лавсане и др.). Их

используют для ремонта книг, отделочных, электротехнических работ, для скрепления потребительской и транспортной тары (кар­тонных ящиков). При нанесении на пластик (рейки, уголки) они могут использоваться для заделки стыков в ванной комнате, на кухне.

Антиклей (антиадгезионное средство) - современные препа­раты для обработки поверхностей с целью снижения адгезии на основе кремнийорганических соединений. После обработки анти­клеем на поверхность невозможно наклеить, например, несанкци­онированные объявления и т. п.

Герметики

Герметики - пастообразные клеевые составы для герметиза­ции и уплотнения швов в различных конструкциях. Собственно герметики выполняют функцию заполнения швов, уплотнения, герметизации, гидроизоляции. К таким герметикам не предъявля­ют требований высокой прочности, поскольку они работают чаще всего в статических условиях.

Герметики используют в строительстве и в быту. Они представ­ляют собой липкие, пластичные массы, состоящие из связующего вещества и наполнителей. Клеящей и связующей основой гермети-ков являются синтетические смолы и каучуки (кремнийорганичес-кие смолы и силиконовые каучуки; пол и изо бутилен, бутилкаучук, нитрильные каучуки). В вулканизующиеся герметики перед упот­реблением вводят вулканизующие вещества.

Герметики кровельные предназначены для защиты и ремонта кровли и чердачных помещений; гидроизоляционные герметики (по влажной поверхности) предназначены для защиты подвальных помещений, сантехнического и канализационного оборудования. Выпускают гидроизоляционные герметики высыхающего типа, предназначенные для антикоррозионной защиты металлических и полимерных емкостей для хранения и транспортирования пи­тьевой воды.

Акриловые и силиконовые герметики выпускают в тубах или баллонах под строительный "пистолет", что дает удобство исполь-

Глава 11

Бытовые химические товары

зования при заделке швов в плинтусах, деревянных конструкци­ях, аквариумах, бассейнах и пр. Отверждение происходит на воз­духе. В герметики, работающие во влажных средах, специально добавляют противогрибковые препараты. Силиконовые герметики масло- и бензостойки, способны работать в диапазоне температур от -50 до +250 °С.

Широко распространены так называемые монтажные пены, которые служат для заделки стыков или швов шириной более 3 см. Они заполняют пространство между конструкционными элемен­тами, но не пригодны для сопротивления нагрузкам и выполняют только роль инертного заполнителя. Наиболее распространены полиуретановые пены, которые выпускают в аэрозольных балло­нах .вместимостью 0,3; 0,5; 0,75 дм³ (марки "Пинофлекс", "Мак-рофлекс", "Квадро" и др.)

Наряду с традиционными клеями большое распространение получают клеи-герметики, служащие для уплотнения и защиты различных бытовых изделий и предметов от воздействия воды, воздуха, агрессивных сред и тепла.

Клей-герметики выполняют двойную функцию - герметизации и склеивания для получения прочного и герметичного соедине­ния. В отличие от герметиков, клей-герметики должны обладать свойством текучести.

Разновидностью клеев-герметиков, содержащих минеральные наполнители, можно считать мастики и затирки, которые приме­няют для наклеивания керамической плитки и заделки швов между ними. Мастики и затирки поступают в продажу в сухом виде и за­творяются водой. После высыхания они дают водостойкий шов.